密闭式冷却循环水系统应用中的若干问题(3)

2021-04-05 06:46

电气的基本知识点

有较低的循环水温,合理选择冷却系统中水-水或水-风换热器的换热面积,也可以从另一方面保证器件芯片在安全的工作温度范围。当然,正确的水冷散热器(即水冷板)的设计是首先应该考虑的。合理的方案选择正是为了在技术要求和经济性之间找到平衡点。
三、 如何选择水冷却的换热方式
功率器件所发的热量最终要从芯片转移到自然界,转移到大气中去。但不同的冷却方式,循环水温与环境温度的关系是不一样的,价格和经济性也不同。目前共有如下三种常用散热方式。
水-风换热方式:一般是采用带铝翅片的铝管串联或并联起来作为水的通路,用电风扇进行强迫风冷。循环水在管内密闭式流动,其热量通过管壁外的风带走。 此时,管内水温将永远高于外部环境的空气温度,其温差取决于散热器面积大小和结构。为了在散热效果和经济性之间取得一个平衡,一般设计时,循环水温与环境温度之差可在15℃到5℃之间选择。例如某地区夏季最高气温为40℃,如水风换热器换热温差选10℃,此时从换热器出口的水温为50℃。这个温度值在大多数场合均可满足功率器件的需要。
水-水换热方式:这种方法首先必须有一个冷却塔,通过板式换热器把内循环水的热量与冷却塔中的外循环冷却水的热量进行交换,把内循环水温降下来。冷却塔的出水温度除和冷却塔的风量及有效面积有关外,最终影响的因素是大气环境的湿球温度。湿球温度是一个既和环境温度(干球温度)有关,又和大气相对湿度有关的量,湿球温度高于当时大气的露点温度(使空气得以结露的物体表面温度),又低于大气温度。 它是用蒸发法降低水温的最低极限值。例如某地的湿球温度一年中最高设计参考值为28℃,冷却塔的循环水的出水温度设计值一般比湿球温度高3-4℃,届时冷却塔出水温度应为31-32℃,如果环境中相对湿度不是太高,一般冷却塔出水温度可能比环境温度低。若板式换热器内外水之间的设计平均温差为5℃,那水冷系统内循环水的输出水温仅为36-37℃,这个温度要比前面说到的水风换热器夏季出水的最高温度50℃低多了。由此看来,采用水-水换热方式在水温上比水风换热器好,但是它要大量消耗水是首先要解决的问题,在严重缺水地
区就不可取。而且冷却塔要占据一定面积和空间,运行和维护要比水风换热器复杂一些,这些因素在实际应用时应综合考虑。
制冷方式:当某些设备要求的冷却水温远低于当地最高气温时,如30℃以下,甚至更低,用水-风换热器和水-水换热器就都无法实现了,此时就必须考虑用制冷机给循环水降温。制冷机的特点是


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